[目的]制备甲基丙烯酰明胶（GelMA）水凝胶生物支架,并鉴定相关物理和化学性能;探讨GelMA水凝胶负载的骨髓间充质干细胞（BMSCs）促进神经干细胞（NSCs）分化及支架和细胞的生物相容性;探讨GelMA水凝胶负载的细胞支架对脊髓损伤（SCI）修复的可行性。[方法]BMSCs和NSCs代表了SCI的潜在治疗方法。NSCs的移植可促进动物实验急性SCI后的功能恢复。NSCs具有三系分化的能力,特别是NSCs能够分泌多种神经营养因子,抑制病变恶化,促进轴突再生和髓鞘化。然而,NSCs在SCI的微环境中主要分化为星形胶质细胞,而不是神经元。而BMSCs具有促进NSCs的神经分化,减少星形胶质细胞形成的能力。此外,3D GelMA水凝胶为细胞的作用、迁移和分化提供了优越的机械性能和功能特性。在本研究中,通过将BMSCs和NSCs包封到3D GelMA水凝胶功能支架中,观察共培养细胞在不同浓度GelMA水凝胶中对NSCs的分化、增殖,活死和迁移的影响,以及BMSCs和NSCs之间的影响机制。为了进一步探讨联合治疗对体内神经元再生效果,建立了大鼠T8-9SCI半切模型,将负载BMSCs和NSCs的GelMA水凝胶功能支架植入大鼠脊髓半切部位,8W后对脊髓进行冰冻切片,观察组织的修复情况。[结果]体外实验通过调节GelMA水凝胶的浓度模拟脊髓的结构和机械性能。结果显示,在3D GelMA水凝胶中光封装的BMSCs和NSCs在体外的存活、增殖和迁移表现出良好的效果。GelMA/BMSCs+NSCs组的NSCs主要分化为神经元,很少分化为星形胶质细胞,这一现象在5%GelMA水凝胶中更为明显。同时,联合治疗对大鼠SCI半切模型的修复研究显示,负载BMSCs和NSCs的功能支架在大鼠脊髓半切部位建立了轴突桥,实现了多孔结构下轴突的线性再生,功能支架能显著促进运动功能恢复和神经元分化,减少损伤处病变体积以及胶质瘢痕和纤维化瘢痕的形成,减轻炎症反应。[结论]总之,在GelMA水凝胶支架中负载BMSCs和NSCs证明了该系统促进轴突再生的巨大治疗潜力,该组合方式是一种很有前途的SCI治疗策略,可以触发脊髓的功能再生。